Kako izračunati snagu, struju i napon: načela i primjeri izračuna za životne uvjete

Proračun za paralelni i serijski spoj

Prilikom izračunavanja kruga elektroničkog uređaja često je potrebno pronaći snagu koja se oslobađa na jednom elementu. Zatim morate odrediti koji napon pada na njemu, ako govorimo o serijskoj vezi ili koja struja teče kada je spojena paralelno, razmotrit ćemo specifične slučajeve.

Ovdje je Itotal jednak:

I=U/(R1+R2)=12/(10+10)=12/20=0,6

Opća snaga:

P=UI=12*0,6=7,2 vata

Na svakom otporniku R1 i R2, budući da im je otpor isti, napon opada:

U=IR=0,6*10=6 volti

I ističe se po:

P_{na otporniku}\u003d UI \u003d 6 * 0,6 \u003d 3,6 vata

Zatim, s paralelnom vezom u takvoj shemi:

Prvo tražimo I u svakoj grani:

ja₁=U/R₁=12/1=12 ampera

ja₂=U/R₂=12/2=6 ampera

I na svakom se ističe po:

P_R1\u003d 12 * 6 \u003d 72 vata

P_R2\u003d 12 * 12 \u003d 144 vata

Sve se ističu:

P=UI=12*(6+12)=216 W

Ili kroz ukupni otpor, tada:

R_Općenito=(R₁*R₂)/( R₁+R₂)=(1*2)/(1+2)=2/3=0,66 ohma

I=12/0,66=18 ampera

P=12*18=216 W

Svi izračuni su se podudarali, tako da su pronađene vrijednosti točne.

Trenutni izračun

Veličina struje izračunava se snagom i neophodna je u fazi projektiranja (planiranja) stana - stana, kuće.

• Odabir napojnog kabela (žice) preko kojeg se uređaji za potrošnju energije mogu spojiti na mrežu ovisi o vrijednosti ove vrijednosti.
• Poznavajući napon električne mreže i puno opterećenje električnih uređaja, moguće je, koristeći formulu, izračunati snagu struje koju treba proći kroz vodič (žicu, kabel). Prema njegovoj veličini, odabire se površina poprečnog presjeka vena.

Ako su električni potrošači u stanu ili kući poznati, potrebno je izvršiti jednostavne izračune kako bi se pravilno montirao strujni krug.

Slični izračuni provode se u proizvodne svrhe: određivanje potrebne površine poprečnog presjeka jezgri kabela pri spajanju industrijske opreme (razni industrijski elektromotori i mehanizmi).

PRIMJERI ZADATAKA

1. dio

1. Jačina struje u vodiču povećana je za 2 puta. Kako će se promijeniti količina topline koja se u njemu oslobađa u jedinici vremena, uz nepromijenjen otpor vodiča?

1) povećat će se za 4 puta
2) smanjit će se za 2 puta
3) povećat će se za 2 puta
4) smanjiti za 4 puta

2.Duljina spirale električnog štednjaka smanjena je za 2 puta. Kako će se promijeniti količina topline koja se oslobađa u spirali u jedinici vremena pri konstantnom mrežnom naponu?

1) povećat će se za 4 puta
2) smanjit će se za 2 puta
3) povećat će se za 2 puta
4) smanjiti za 4 puta

3. Otpor otpornika ​\(R_1 \)​ je četiri puta manji od otpora otpornika​\(R_2 \)​. Trenutni rad u otporniku 2

1) 4 puta više nego u otporniku 1
2) 16 puta više od otpornika 1
3) 4 puta manje nego u otporniku 1
4) 16 puta manje nego u otporniku 1

4. Otpor otpornika ​\(R_1 \)​ je 3 puta veći od otpora ​\(R_2 \)​. Količina topline koja će se osloboditi u otporniku 1

1) 3 puta više nego u otporniku 2
2) 9 puta više od otpornika 2
3) 3 puta manje nego u otporniku 2
4) 9 puta manje nego u otporniku 2

5. Krug je sastavljen od izvora napajanja, žarulje i tanke željezne žice spojene u seriju. Žarulja će zasvijetliti jače ako

1) zamijenite žicu tanjim željezom
2) smanjiti duljinu žice
3) zamijenite žicu i žarulju
4) zamijenite željeznu žicu nikromom

6. Slika prikazuje trakasti grafikon. Prikazuje vrijednosti napona na krajevima dva vodiča (1) i (2) istog otpora. Usporedite vrijednosti strujnog rada ​\( A_1 \)​ i ​\( A_2 \)​ u ovim vodičima za isto vrijeme.

1) ​\(A_1=A_2 \)​
2) \( A_1=3A_2 \)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

7. Slika prikazuje trakasti grafikon. Prikazuje vrijednosti jakosti struje u dva vodiča (1) i (2) istog otpora. Usporedite trenutne radne vrijednosti \( A_1 \)​ i \ ( A_2 \) u ovim vodičima za isto vrijeme.

1) ​\(A_1=A_2 \)​
2) \( A_1=3A_2 \)
3) \( 9A_1=A_2 \)
4) \( 3A_1=A_2 \)

8. Ako za osvjetljavanje prostorije koristite svjetiljke snage 60 i 100 W u lusteru, tada

O. Velika struja bit će u lampi od 100 W.
B. Lampa od 60 W ima veći otpor.

Istina(e) je(su) izjava(e)

1) samo A
2) samo B
3) i A i B
4) ni A ni B

9. Električni štednjak spojen na izvor istosmjerne struje troši 108 kJ energije za 120 sekundi. Kolika je jačina struje u spirali pločica ako je njezin otpor 25 ohma?

1) 36 A
2) 6 A
3) 2,16 A
4) 1,5 A

10. Električni štednjak sa strujom od 5 A troši 1000 kJ energije. Za koje vrijeme struja prođe kroz spiralu pločice ako je njezin otpor 20 ohma?

1) 10000 s
2) 2000-te
3) 10 s
4) 2 s

11. Poniklana zavojnica električnog štednjaka zamijenjena je nikromskom zavojnicom iste duljine i površine poprečnog presjeka. Uspostavite korespondenciju između fizičkih veličina i njihovih mogućih promjena kada je pločica spojena na električnu mrežu. Upišite u tablicu odabrane brojeve ispod odgovarajućih slova. Brojevi u odgovoru se mogu ponoviti.

FIZIČKA KOLIČINA
A) električni otpor zavojnice
B) jačina električne struje u spirali
B) snaga električne struje koju troše pločice

PRIRODA PROMJENE
1) povećana
2) smanjena
3) nije se promijenio

12. Uspostavite korespondenciju između fizikalnih veličina i formula kojima se te veličine određuju. Upišite u tablicu odabrane brojeve ispod odgovarajućih slova.

FIZIČKE KOLIČINE
A) radna struja
B) jačina struje
b) strujna snaga

FORMULA
1) ​\( \frac{q}{t} \)​
2) ​\(qU \)​
3) \( \frac{RS}{L} \)​
4) ​\(UI \)​
5) \( \frac{U}{I} \)​

2. dio

13.Grijač je reostatom otpora 7,5 oma spojen serijski na mrežu napona 220 V. Koliki je otpor grijača ako je snaga električne struje u reostatu 480 W?

Ukupna snaga i njene komponente

Električna energija je veličina odgovorna za brzinu promjene ili prijenos električne energije. Prividna snaga se označava slovom S i nalazi se kao proizvod efektivnih vrijednosti struje i napona. Njegova mjerna jedinica je volt-amper (VA; V A).

Prividna snaga se može sastojati od dvije komponente: aktivne (P) i reaktivne (Q).

Aktivna snaga se mjeri u vatima (W; W), jalova snaga u varima (Var).

Ovisi o tome koja je vrsta opterećenja uključena u lanac potrošnje energije.

Otporno opterećenje

Ova vrsta opterećenja je element koji se opire električnoj struji. Kao rezultat toga, struja obavlja posao zagrijavanja opterećenja, a električna energija se pretvara u toplinu. Ako je otpornik bilo kojeg otpora spojen u seriju s baterijom, struja koja prolazi kroz zatvoreni krug će ga zagrijavati dok se baterija ne isprazni.

Pažnja! Primjer termoelektričnog grijača (TENA) može se navesti kao aktivno opterećenje u AC mrežama. Rasipanje topline na njemu rezultat je rada električne energije

Takvi potrošači također uključuju zavojnice žarulja, električne štednjake, pećnice, glačala, kotlove.

kapacitivno opterećenje

Takva opterećenja su uređaji koji mogu akumulirati energiju u električnim poljima i stvoriti kretanje (oscilaciju) snage od izvora do opterećenja i obrnuto.Kapacitivna opterećenja su kondenzatori, kabelski vodovi (kapacitivnost između jezgri), kondenzatori i prigušnice spojeni serijski i paralelno u krug. Pojačala audio snage, sinkroni elektromotori u preuzbuđenom načinu rada također opterećuju vodove kapacitivne komponente.

Induktivno opterećenje

Kada je potrošač električne energije određena oprema koja uključuje:

• transformatori;
• trofazni asinkroni motori, pumpe.

Na pločama pričvršćenim na opremu možete vidjeti takvu karakteristiku kao što je cos ϕ. Ovo je faktor pomaka faze između struje i napona u AC mreži u koju će oprema biti spojena. Također se naziva faktor snage, što je cos ϕ bliže jedinici, to bolje.

Važno! Kada uređaj sadrži induktivne ili kapacitivne komponente: transformatore, prigušnice, namote, kondenzatore, sinusna struja zaostaje za naponom za određeni kut u fazi. U idealnom slučaju, kapacitet osigurava fazni pomak -900, a induktivnost - + 900

Vrijednosti Cos ϕ ovise o vrsti opterećenja

Kapacitivna i induktivna komponenta zajedno tvore jalove snage. Tada je formula za ukupnu snagu:

S = √ (P2 + Q2),

gdje:

• S je prividna snaga (VA);
• P je aktivni dio (W);
• Q je reaktivni dio (Var).

Ako ovo nacrtate grafički, tada možete vidjeti da će vektorski zbroj P i Q biti puna vrijednost S - hipotenuze trokuta snage.

Grafičko objašnjenje suštine pune snage

Električni krugovi i njihove vrste

Električni krug je kompleks uređaja i pojedinačnih objekata koji su povezani na zadani način. Oni pružaju put za prolaz struje.Da bi se okarakterizirao omjer naboja koji teče unutar svakog pojedinog vodiča neko vrijeme prema trajanju tog vremena, koristi se određena fizička veličina. A ovo je struja u električnom krugu.

Sastav takvog lanca uključuje izvor energije, potrošače energije, t.j. opterećenje i žice. Podijeljeni su u dvije varijante:

• Nerazgranat - struja koja se kreće od generatora do potrošača energije ne mijenja vrijednost. Na primjer, ovo je rasvjeta, koja uključuje samo jednu žarulju.
• Razgranati - lanci koji imaju neke grane. Struja, krećući se od izvora, dijeli se i ide do opterećenja duž nekoliko grana. Međutim, njegovo značenje se mijenja.

Primjer je rasvjeta koja uključuje luster s više krakova.

Grana je jedna ili više komponenti povezanih u seriju. Kretanje struje ide od čvora s visokim naponom do čvora s minimalnom vrijednošću. U ovom slučaju, dolazna struja u čvoru poklapa se s izlaznom strujom.

Krugovi mogu biti nelinearni i linearni. Ako u prvom postoji jedan ili više elemenata u kojima postoji ovisnost vrijednosti o struji i naponu, onda u drugom karakteristike elemenata nemaju takvu ovisnost. Osim toga, u krugovima koje karakterizira istosmjerna struja, njegov se smjer ne mijenja, ali pod uvjetom izmjenične struje mijenja se uzimajući u obzir vremenski parametar.

Karakteristike

Izmjenična struja teče kroz strujni krug i mijenja svoj smjer s veličinom. Stvara magnetsko polje. Stoga se često naziva periodičnom sinusoidnom izmjeničnom električnom strujom. Prema zakonu krivulje, njezina se vrijednost mijenja nakon određenog vremenskog razdoblja. Zbog toga se naziva sinusoidnim. Ima svoje postavke.Od važnih, vrijedi navesti razdoblje s frekvencijom, amplitudom i trenutnom vrijednošću.

Razdoblje je vrijeme tijekom kojeg dolazi do promjene električne struje, a zatim se opet ponavlja. Frekvencija je period u sekundi. Mjeri se u hercima, kilohercima i milihercima.

Amplituda - maksimalna vrijednost struje s naponom i učinkovitošću protoka tijekom cijelog ciklusa. Trenutačna vrijednost - izmjenična struja ili napon koji se javlja u određenom vremenu.

AC specifikacije

Za AC

Međutim, za električni krug izmjenične struje mora se uzeti u obzir ukupni, aktivni i reaktivni, kao i faktor snage (cosF). O svim tim konceptima detaljnije smo razgovarali u ovom članku.

Napominjemo samo da kako biste pronašli ukupnu snagu u jednofaznoj mreži za struju i napon, morate ih pomnožiti:

S=UI

Rezultat će se dobiti u volt-amperima, da biste odredili aktivnu snagu (vati), morate pomnožiti S s koeficijentom cosF. Može se pronaći u tehničkoj dokumentaciji uređaja.

P=UIcos

Za određivanje jalove snage (jalovih volt-ampera) koristi se sinF umjesto cosF.

Q=UIsin

Ili izrazite iz ovog izraza:

I odavde izračunajte željenu vrijednost.

Također je lako pronaći snagu u trofaznoj mreži; da biste odredili S (ukupno), upotrijebite formulu za izračun struje i faznog napona:

S=3U_f/_f

I znajući ulinear:

S=1,73*U_lja_l

1,73 ili korijen od 3 - ova vrijednost se koristi za izračune trofaznih krugova.

Zatim analogno pronaći P aktivni:

P=3U_f/_f*cosF=1,73*U_lja_l*cosF

Jalova snaga se može odrediti:

Q=3U_f/_f*sinF=1,73*U_lja_l*grijehF

Ovime završavamo teorijske informacije i prelazimo na praksu.

jedan.Kalkulator rasipanja snage i struje koja teče ovisno o otporu i primijenjenom naponu.

Demo Ohmovog zakona u stvarnom vremenu.
Za referencu
U ovom primjeru možete povećati napon i otpor kruga. Ove promjene u stvarnom vremenu će promijeniti količinu struje koja teče u krugu i snagu raspršenu u otporu.
Ako uzmemo u obzir audio sustave, morate imati na umu da pojačalo proizvodi određeni napon za određeno opterećenje (otpor). Omjer ovih dviju veličina određuje snagu.
Pojačalo može proizvesti ograničenu količinu napona ovisno o unutarnjem napajanju i izvoru struje. Snaga koju pojačalo može opskrbiti određenom opterećenju (na primjer, 4 ohma) također je točno ograničena.
Kako biste dobili više snage, na pojačalo možete spojiti opterećenje s manjim otporom (na primjer, 2 ohma). Imajte na umu da kada koristite opterećenje s manjim otporom - recimo dvaput (bilo je 4 ohma, postalo je 2 oma) - snaga će se također udvostručiti (pod uvjetom da ovu snagu može osigurati interno napajanje i izvor struje).
Ako uzmemo za primjer mono pojačalo snage 100 vata u opterećenje od 4 oma, znajući da može isporučiti napon od najviše 20 volti na opterećenje.
Ako stavite klizače na naš kalkulator
Napon 20 volti
Otpor 4 Ohma
dobit ćeš
Snaga 100 vati
 
Ako pomaknete klizač otpora za 2 oma, vidjet ćete da se snaga udvostručila na 200 vata.
U općem primjeru, izvor struje je baterija (ne pojačalo zvuka), ali ovisnosti struje, napona, otpora i otpora su iste u svim krugovima.
 

Proračun električnih krugova

Sve formule koje se koriste za izračun električnih krugova slijede jedna od druge.

Odnosi električnih karakteristika

Tako, na primjer, prema formuli za izračun snage možete izračunati jačinu struje ako su P i U poznati.

Da biste saznali koju struju će trošiti glačalo (1100 W) spojeno na mrežu od 220 V, trebate izraziti snagu struje iz formule snage:

I = P/U = 1100/220 = 5 A.

Poznavajući izračunati otpor spirale električnog štednjaka, možete pronaći P uređaj. Snaga kroz otpor nalazi se po formuli:

P = U2/R.

Postoji nekoliko metoda koje omogućuju rješavanje postavljenih zadataka izračunavanjem različitih parametara danog kruga.

Metode za proračun električnih krugova

Proračun snage za strujne krugove različitih vrsta pomaže ispravno procijeniti stanje vodova. Kućanski i industrijski uređaji, odabrani u skladu s zadanim parametrima Pnom i S, pouzdano će raditi i godinama izdržati najveća opterećenja.

Kako uštedjeti novac

Ugradnja dvotarifnog brojila štedi troškove grijanja električne energije. Moskovske tarife za stanove i kuće opremljene stacionarnim električnim instalacijama za grijanje razlikuju dva troška:

1. 4,65 r od 7:00 do 23:00 sata.
2. 1,26 r od 23:00 do 7:00 sati.

Tada ćete potrošiti, pod uvjetom da radi non-stop, 9 kW električnog bojlera uključenog za trećinu snage:

9*0,3*12*4,65 + 9*0,3*12*1,26 = 150 + 40 = 190 rubalja

Razlika u dnevnoj potrošnji je 80 rubalja. Za mjesec dana uštedjet ćete 2400 rubalja. Što opravdava ugradnju dvotarifnog brojila.

Drugi način za uštedu novca pri korištenju dvotarifnog brojila je korištenje uređaja za automatsko upravljanje električnim uređajima. Sastoji se od dodjele vršne potrošnje električnog bojlera, bojlera i ostalog noću, tada će se većina električne energije naplaćivati ​​na 1.26, a ne na 4.65. Dok ste na poslu, kotao se može ili potpuno isključiti ili raditi u niskoenergetskom načinu rada, na primjer, na 10% snage. Za automatizaciju rada električnog kotla možete koristiti programabilne digitalne termostate ili kotlove s mogućnošću programiranja.

Zaključno, želio bih napomenuti da je grijanje kuće električnom energijom prilično skupa metoda, bez obzira na specifičnu metodu, bilo da se radi o električnom kotlu, konvektoru ili drugom električnom grijaču. Dolaze mu samo u slučajevima kada se ne može spojiti na plin. Osim troškova rada električnog bojlera, čekaju vas početni troškovi registracije trofaznog ulaza električne energije.

Glavni poslovi su:

• izvedba paketa dokumenata, uključujući tehničke specifikacije, električni projekt itd.;
• organizacija uzemljenja;
• trošak kabela za spajanje kuće i ožičenje novog ožičenja;
• instalacija brojača.

Štoviše, može vam biti uskraćen trofazni ulaz i povećanje snage ako ne postoji takva tehnička mogućnost u vašem području, kada transformatorske podstanice već rade na svom limitu. Izbor vrste kotla i grijanja ne ovisi samo o vašim željama, već io mogućnostima infrastrukture.

Ovo završava naš kratki članak. Nadamo se da vam je sada postalo jasno kolika je stvarna potrošnja električne energije električnog bojlera i kako možete smanjiti troškove grijanja kuće na struju.

Broj blokova: 18 | Ukupno znakova: 24761
Broj korištenih donatora: 7
Podaci za svakog donatora:

Promjena otpora:

Na sljedećem dijagramu možete vidjeti razliku u otporu između sustava prikazanih na desnoj i lijevoj strani slike. Otpor tlaku vode u slavini suprotstavlja ventil, ovisno o stupnju otvaranja ventila, otpor se mijenja.

Otpor u vodiču se prikazuje kao suženje vodiča, što je vodič uži, to se više suprotstavlja prolazu struje.

Možda ćete primijetiti da su napon i tlak vode isti na desnoj i lijevoj strani kruga.

Morate obratiti pažnju na najvažniju činjenicu. Ovisno o otporu, struja se povećava i smanjuje.

Ovisno o otporu, struja se povećava i smanjuje.

S lijeve strane, s potpuno otvorenim ventilom, vidimo najveći protok vode. A kod najmanjeg otpora vidimo najveći protok elektrona (amperaža) u vodiču.

S desne strane, ventil je mnogo više zatvoren, a protok vode je također postao mnogo veći.

Suženje vodiča također se prepolovilo, što znači da se otpor protoku struje udvostručio. Kao što vidimo, dva puta manje elektrona teče kroz vodič zbog velikog otpora.

Za referencu

Imajte na umu da se suženje vodiča prikazano na dijagramu koristi samo kao primjer otpora protoku struje. U stvarnim uvjetima, suženje vodiča ne utječe mnogo na struju koja teče

Poluvodiči i dielektrici mogu pružiti mnogo veći otpor.

Konusni vodič na dijagramu prikazan je samo kao primjer, da bi se razumjela suština procesa koji je u tijeku Formula Ohmovog zakona je ovisnost otpora i jakosti struje

I=E/R
Kao što možete vidjeti iz formule, jačina struje je obrnuto proporcionalna otporu kruga.

Veći otpor = manja struja
 

* pod uvjetom da je napon konstantan.
 

Korištenje formula

Ovaj kut karakterizira fazni pomak u varijabilnim U krugovima koji sadrže induktivne i kapacitivne elemente. Za izračun aktivne i reaktivne komponente koriste se trigonometrijske funkcije koje se koriste u formulama. Prije izračuna rezultata pomoću ovih formula, potrebno je pomoću kalkulatora ili Bradisovih tablica odrediti sin φ i cos φ. Nakon toga, prema formulama

Izračunat ću željeni parametar električnog kruga. No, treba uzeti u obzir da svaki od parametara izračunat prema ovim formulama, zbog U, koji se neprestano mijenja prema zakonima harmonijskih oscilacija, može poprimiti ili trenutnu, bilo srednju kvadratnu ili međuvrijednost . Tri gore prikazane formule vrijede za efektivne vrijednosti struje i U. Svaka od druge dvije vrijednosti rezultat je postupka izračuna pomoću druge formule koja uzima u obzir protok vremena t:

Ali ovo nisu sve nijanse. Na primjer, za dalekovode se koriste formule koje uključuju valne procese. I izgledaju drugačije. Ali to je sasvim druga priča...

Za AC

Međutim, za električni krug izmjenične struje mora se uzeti u obzir ukupni, aktivni i reaktivni, kao i faktor snage (cosF). O svim tim konceptima detaljnije smo razgovarali u ovom članku.

Napominjemo samo da kako biste pronašli ukupnu snagu u jednofaznoj mreži za struju i napon, morate ih pomnožiti:

S=UI

Rezultat će se dobiti u volt-amperima, da biste odredili aktivnu snagu (vati), morate pomnožiti S s koeficijentom cosF. Može se pronaći u tehničkoj dokumentaciji uređaja.

P=UIcos

Za određivanje jalove snage (jalovih volt-ampera) koristi se sinF umjesto cosF.

Q=UIsin

Ili izrazite iz ovog izraza:

I odavde izračunajte željenu vrijednost.

Također je lako pronaći snagu u trofaznoj mreži; da biste odredili S (ukupno), upotrijebite formulu za izračun struje i faznog napona:

I znajući ulinear:

1,73 ili korijen od 3 - ova vrijednost se koristi za izračune trofaznih krugova.

Zatim analogno pronaći P aktivni:

Jalova snaga se može odrediti:

Ovime završavamo teorijske informacije i prelazimo na praksu.

Pitanja o radu i električnoj energiji

Teorijska pitanja o radu i snazi ​​električne struje mogu biti sljedeća:

1. Kolika je fizikalna količina rada električne struje? (Odgovor je dat u našem članku iznad).
2. Što je električna energija? (Odgovor je dat gore).
3. Definirajte Joule-Lenzov zakon. Odgovor: Rad električne struje koja teče kroz fiksni vodič otpora R pretvara se u toplinu u vodiču.
4. Kako se mjeri rad struje? (Odgovor iznad).
5. Kako se mjeri snaga? (Odgovor iznad).

Ovo je uzorak popisa pitanja. Bit teorijskih pitanja u fizici uvijek je ista: provjeriti razumijevanje fizikalnih procesa, ovisnost jedne veličine o drugoj, poznavanje formula i mjernih jedinica usvojenih u međunarodnom SI sustavu.

Zanimljive informacije na temu

U proizvodnji se koristi trofazna shema napajanja.Ukupni napon takve mreže je 380 V. Također, takvo ožičenje se postavlja na višekatne zgrade, a zatim se distribuira među stanovima. Ali postoji jedna nijansa koja utječe na konačni napon u mreži - povezivanje jezgre pod naponom rezultira 220 V. Trofazni, za razliku od jednofaznih, ne iskrivljuju se pri spajanju energetske opreme, budući da je opterećenje raspoređeno u štitu. Ali za dovođenje trofazne mreže u privatnu kuću potrebna je posebna dozvola, stoga je shema s dvije jezgre široko rasprostranjena, od kojih je jedna nula.

Norme napajanja izmjeničnom strujom

Napon i snaga su ono što svaka osoba koja živi u stanu ili privatnoj kući treba znati. Standardni izmjenični napon u stanu i privatnoj kući izražen je u iznosu od 220 i 380 vata. Što se tiče određivanja kvantitativne mjere jakosti električne energije, potrebno je naponu dodati električnu struju ili vatmetrom izmjeriti traženi pokazatelj. Istodobno, da biste izvršili mjerenja s posljednjim uređajem, morate koristiti sonde i posebne programe.

Što je AC Power

Snaga izmjenične struje određena je omjerom količine struje i vremena koja proizvodi rad u određenom vremenu. Obični korisnik koristi indikator snage koji mu prenosi dobavljač električne energije. U pravilu je jednak 5-12 kilovata. Ove brojke su dovoljne da osiguraju rad potrebne električne opreme za kućanstvo.

Ovaj pokazatelj ovisi o tome koji su vanjski uvjeti za opskrbu kuće energijom, koji su uređaji za ograničavanje struje (automatski ili poluautomatski uređaji) ugrađeni koji reguliraju trenutak kada spremnici energije stignu do izvora potrošača. To se radi na različitim razinama, od kućne električne ploče do centralne električne distribucijske jedinice.

Norme snage u AC mreži

Metoda pretvorbe električnog kruga

Kako odrediti jačinu struje u pojedinim strujnim krugovima složenih krugova? Za rješavanje praktičnih problema nije uvijek potrebno pojasniti električne parametre za svaki element. Za pojednostavljenje izračuna koriste se posebne tehnike pretvorbe.

Proračun kruga s jednim napajanjem

Za serijsku vezu koristi se zbroj električnih otpora koji se razmatraju u primjeru:

Req = R1 + R2 + ... + Rn.

Struja petlje je ista u bilo kojoj točki u krugu. To možete provjeriti u prekidu kontrolnog odjeljka s multimetrom. Međutim, na svakom pojedinom elementu (s različitim ocjenama), uređaj će pokazati drugačiji napon. Po Drugi Kirchhoffov zakon možete precizirati rezultat izračuna:

E = Ur1 + Ur2 + Urn.

Paralelno spajanje otpornika, sklopova i formule za izračune

U ovoj varijanti, u potpunom skladu s prvim Kirchhoffovim postulatom, struje su odvojene i kombinirane na ulaznom i izlaznom čvoru. Smjer prikazan na dijagramu odabran je uzimajući u obzir polaritet priključene baterije. U skladu s gore navedenim načelima, sačuvana je osnovna definicija jednakosti napona na pojedinim komponentama kruga.

Sljedeći primjer pokazuje kako pronaći struju u pojedinim granama. Za izračun su uzete sljedeće početne vrijednosti:

• R1 = 10 Ohm;
• R2 = 20 ohma;
• R3 = 15 ohma;
• U = 12 V.

Sljedeći algoritam će odrediti karakteristike kruga:

osnovna formula za tri elementa:

Rtot = R1*R2*R3/(R1*R2 + R2*R3 + R1*R3.

• zamjenjujući podatke, izračunajte Rtot = 10 * 20 * 15 / (10 * 20 + 20 * 15 + 10 * 15) = 3000 / (200 + 300 + 150) = 4,615 ohma;
• I \u003d 12 / 4,615 ≈ 2,6 A;
• I1 \u003d 12 / 10 \u003d 1,2 A;
• I2 = 12/20 = 0,6 A;
• I3 = 12/15 = 0,8 A.

Kao iu prethodnom primjeru, preporuča se provjeriti rezultat izračuna. Prilikom paralelnog povezivanja komponenti, mora se poštovati jednakost ulaznih struja i ukupne vrijednosti:

I \u003d 1,2 + 0,6 + 0,8 \u003d 2,6 A.

Ako se koristi sinusni izvorni signal, izračuni postaju složeniji. Kada je transformator spojen na jednofaznu 220V utičnicu, gubici (curenje) u stanju mirovanja morat će se uzeti u obzir. U ovom slučaju bitne su induktivne karakteristike namota i koeficijent sprege (transformacije). Električni otpor (XL) ovisi o sljedećim parametrima:

• frekvencija signala (f);
• induktivitet (L).

Izračunajte XL po formuli:

XL \u003d 2π * f * L.

Za pronalaženje otpora kapacitivnog opterećenja prikladan je izraz:

Xc \u003d 1 / 2π * f * C.

Ne treba zaboraviti da se u krugovima s reaktivnim komponentama pomiču faze struje i napona.

Proračun opsežnog električnog kruga s više izvora napajanja

Koristeći razmatrana načela, izračunavaju se karakteristike složenih krugova. Sljedeće pokazuje kako pronaći struju u krugu kada postoje dva izvora:

• odrediti komponente i osnovne parametre u svim strujnim krugovima;
• izraditi jednadžbe za pojedine čvorove: a) I1-I2-I3=0, b) I2-I4+I5=0, c) I4-I5+I6=0;
• u skladu s drugim Kirchhoffovim postulatom mogu se napisati sljedeći izrazi za konture: I) E1=R1 (R01+R1)+I3*R3, II) 0=I2*R2+I4*R4+I6*R7+I3*R3 III) -E2=-I5*(R02+R5+R6)-I4*R4;
• provjeriti: d) I3+I6-I1=0, vanjska petlja E1-E2=I1*(r01+R1)+I2*R2-I5*(R02+R5+R6)+I6*R7.

Dijagram objašnjenja za proračun s dva izvora

Proračun struje za jednofaznu mrežu

Struja se mjeri u amperima. Za izračunavanje snage i napona koristi se formula I = P/U, gdje je P snaga ili ukupno električno opterećenje, mjereno u vatima. Ovaj parametar se mora unijeti u tehničku putovnicu uređaja. U - predstavlja napon izračunate mreže, mjeren u voltima.

Odnos između struje i napona jasno je vidljiv u tablici:

Električni uređaji i oprema	Potrošnja energije (kW)	struja (A)
Perilice rublja	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Stacionarni električni štednjaci	4,5 – 8,5	20,5 – 38,6
mikrovalne pećnice	0,9 – 1,3	4,1 – 5,9
Perilice posuđa	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Hladnjaci, zamrzivači	0,14 – 0,3	0,6 – 1,4
Električno podno grijanje	0,8 – 1,4	3,6 – 6,4
Električni mlin za meso	1,1 – 1,2	5,0 – 5,5
Kuhalo za vodu	1,8 – 2,0	8,4 – 9,0

Dakle, odnos između snage i jakosti struje omogućuje izvođenje preliminarnih proračuna opterećenja u jednofaznoj mreži. Tablica proračuna pomoći će vam da odaberete potrebnu sekciju žice, ovisno o parametrima.

Promjeri jezgre vodiča (mm)	Presjek vodiča (mm2)	Bakreni vodiči	Aluminijski vodiči
struja (A)	Snaga, kWt)	Snaga (A)	Snaga, kWt)
0,8	0,5	6	1,3
0,98	0,75	10	2,2
1,13	1,0	14	3,1
1,38	1,5	15	3,3	10	2,2
1,6	2,0	19	4,2	14	3,1
1,78	2,5	21	4.6	16	3,5
2,26	4,0	27	5,9	21	4,6
2,76	6,0	34	7,5	26	5,7
3,57	10,0	50	11,0	38	8,4
4,51	16,0	80	17,6	55	12,1
5,64	25,0	100	22,0	65	14,3

Zaključak

Kao što vidite, pronaći snagu strujnog kruga ili njegovog presjeka uopće nije teško, bez obzira radi li se o konstanti ili promjeni. Važnije je pravilno odrediti ukupni otpor, struju i napon

Usput, ovo znanje je već dovoljno za ispravno određivanje parametara kruga i odabir elemenata - koliko vata odabrati otpornike, presjeke kabela i transformatora. Također, budite oprezni kada izračunavate S ukupno kada izračunavate radikalni izraz.Vrijedi samo dodati da pri plaćanju komunalnih računa plaćamo kilovat-sate ili kWh, oni su jednaki količini potrošene energije u određenom vremenskom razdoblju. Na primjer, ako ste spojili grijač od 2 kilovata na pola sata, tada će mjerač navijati 1 kW / h, a za sat vremena - 2 kW / h, i tako dalje po analogiji.

Na kraju, preporučujemo gledanje korisnog videa na temu članka:

Također pročitajte:

• Kako odrediti potrošnju energije uređaja
• Kako izračunati presjeke kabela
• Označavanje otpornika za snagu i otpor

Sažetak lekcije

U ovoj lekciji razmatrali smo različite zadatke za mješoviti otpor vodiča, kao i za proračun električnih krugova.